WikiDer > Водосберегающий городской дизайн - Википедия

Сравнение естественного и городского круговорота воды и городских пейзажей в обычных и сине-зеленые города

Водочувствительный городской дизайн (WSUD) это землеустройство и инженерный подход к проектированию, который объединяет городской водный цикл, включая ливневая вода, грунтовые воды и Сточные Воды управление и водоснабжение, в городской дизайн, чтобы минимизировать деградацию окружающей среды и улучшить эстетическую и развлекательную привлекательность.^[1] WSUD - это термин, используемый на Ближнем Востоке и в Австралии, он похож на малозатратная разработка (LID), термин, используемый в США; и Устойчивая дренажная система (SuDS), термин, используемый в Соединенном Королевстве.

Фон

Традиционное городское и промышленное развитие меняет ландшафты с проницаемых покрытых растительностью поверхностей на серию непроницаемых взаимосвязанных поверхностей, что приводит к большим объемам ливневого стока, требующим управления. Исторически Австралия, как и другие промышленно развитые страны, включая Соединенные Штаты и Соединенное Королевство, относилась к ливневым стокам как к помехе и неприятностям, угрожающим здоровью людей и имуществу. Это привело к тому, что большое внимание было уделено проектированию систем управления ливневыми водами, которые быстро направляют ливневые стоки непосредственно в ручьи, уделяя мало внимания сохранению экосистемы или вообще не уделяя им внимания.^[2] Такой подход к менеджменту приводит к тому, что называется синдром городского потока.^[3] Сильные дожди быстро стекают в ручьи, несущие загрязнители и отложения, смытые с непроницаемые поверхности, в результате чего потоки переносят повышенные концентрации загрязняющих веществ, питательных веществ и взвешенных веществ. Повышенный пиковый поток также изменяет морфологию и стабильность каналов, способствует дальнейшему увеличению седиментации и резкому снижению биотического богатства.

Повышенное признание синдром городского потока В 1960-х годах в Австралии произошло некоторое движение к комплексному управлению ливневыми водами.^[2] Осведомленность значительно возросла в 1990-е годы благодаря сотрудничеству федерального правительства и ученых в рамках программы Центра совместных исследований.^[4] Городские планировщики все чаще признают необходимость комплексного подхода к управлению питьевой водой, сточными водами и ливневыми водами.^[5] чтобы позволить городам адаптироваться и стать устойчивыми к давлению, которое рост населения, уплотнение городов и изменение климата оказывают на старение и растущую стоимость инфраструктуры водоснабжения. Кроме того, засушливые условия Австралии означают, что она особенно уязвима к изменению климата, что вместе с ее зависимостью от поверхностных источников воды в сочетании с одной из самых сильных засух (2000–2010 гг.) Со времен заселения в Европе подчеркивает тот факт, что крупные городские центры сталкиваются с растущая нехватка воды.^[2] Это привело к смещению восприятия ливневого стока от строго ответственности и неприятностей к восприятию ценности как водного ресурса, что привело к изменению практики управления ливневыми водами.^[2]

Австралийские штаты, опираясь на фундаментальные исследования федерального правительства в 1990-х годах, начали выпуск руководящих принципов WSUD, а в Западной Австралии впервые были опубликованы руководящие принципы в 1994 году. Виктория выпустила руководящие принципы передовой практики экологического управления городскими ливневыми водами в 1999 году (разработанные в консультации с Новым Южным Уэльсом) аналогичные документы были выпущены Квинслендом через городской совет Брисбена в 1999 году.^[2] Результатом сотрудничества между федеральным правительством, правительствами штатов и территорий в целях повышения эффективности водопользования в Австралии стала Национальная водная инициатива (NWI), подписанная в июне 2004 года. NWI - это комплексная национальная стратегия по улучшению управления водными ресурсами по всей стране, охватывающая широкий спектр вопросов управления водными ресурсами и поощряет принятие передовых методов управления водными ресурсами в Австралии, включая WSUD.^[6]

Отличия от обычного управления городскими ливневыми водами

WSUD рассматривает городские ливневые стоки как ресурс, а не как помеху или ответственность. Это представляет собой смену парадигмы в том, как экологические ресурсы и водная инфраструктура учитываются при планировании и проектировании городов.^[1]Принципы WSUD рассматривают все водные потоки как ресурс с разнообразным воздействием на биоразнообразие, воду, землю, а также на рекреационное и эстетическое наслаждение водными путями сообщества.

Принципы^[5]

• Защита и улучшение ручьев, рек и водно-болотных угодий в городской среде;
• Защита и улучшение качества воды, стекающей из городской среды в ручьи, реки и водно-болотные угодья;
• Восстановление городского водного баланса за счет максимального повторного использования ливневой воды, оборотной воды и сточных вод;
• Сохранение водных ресурсов за счет повторного использования и повышения эффективности системы;
• Интеграция очистки ливневых вод в ландшафт, чтобы она предлагала множество полезных применений, таких как очистка воды, среда обитания диких животных, отдых и открытое общественное пространство;
• Уменьшение пиковых потоков и стока из городской среды, одновременно обеспечивая инфильтрацию и подпитка подземных вод;
• Интеграция воды в ландшафт для улучшения городского дизайна, а также социальных, визуальных, культурных и экологических ценностей; и
• Простая и экономичная реализация WSUD обеспечивает широкое применение.

Цели^[1]

• Снижение спроса на питьевую воду за счет управления водными ресурсами со стороны спроса и предложения;
• Включение использования водосберегающих приборов и оборудования;
• Принятие целевого подхода к использованию потенциальных альтернативных источников воды, таких как дождевая вода;
• Сведение к минимуму Сточные Воды поколение и очистка сточных вод до стандарта, подходящего для повторного использования сточных вод и / или сброса в водоприемники;
• Очистка ливневых вод для достижения целей по качеству воды для повторного использования и / или сброса путем улавливания отложений, загрязнителей и питательных веществ за счет удержания и медленного сброса ливневых вод;
• Улучшение состояния водных путей путем восстановления или сохранения естественного гидрологического режима водосборов с помощью технологий очистки и повторного использования;
• Улучшение эстетики и связи с водой для городских жителей;
• Содействие значительной степени самообеспеченности, связанной с водой, в городских условиях за счет оптимизации использования источников воды для минимизации притока и оттока питьевой, ливневой и сточной воды за счет включения в городской дизайн локализованных накопителей воды;
• Противодействие 'городской остров тепла эффект «за счет использования воды и растительности, помогая восполнить запасы грунтовых вод.

Методы^[1]

• Использование водосберегающих приборов для сокращения потребления питьевой воды;
• Серая вода повторное использование в качестве альтернативного источника воды для экономии запасов питьевой воды;
• Ливневая вода урожай, а не быстрое перемещение ливневых вод;
• Повторное использование, хранение и инфильтрация ливневых вод вместо расширения дренажной системы;
• Использование растительности для фильтрации ливневых вод;
• Водосберегающее озеленение для снижения потребления питьевой воды;
• Защита связанных с водой экологических, рекреационных и культурных ценностей путем минимизации Экологический след проекта, связанного с предоставлением услуг водоснабжения, водоотведения и ливневой канализации;
• Локализованный очистки сточных вод, и системы повторного использования для сокращения потребления питьевой воды и минимизации экологически вредных сбросов сточных вод;
• Обеспечение ливневой канализации или других переработанных городских вод (во всех случаях, подлежащих надлежащему контролю) для обеспечения экологических требований к воде для модифицированных водотоков;
• Гибкие институциональные механизмы, позволяющие справляться с повышенной неопределенностью и изменчивостью климата;
• Ориентация на долгосрочное планирование; и
• Разнообразный портфель источников воды, поддерживаемый как централизованной, так и децентрализованной инфраструктурой водоснабжения.

Общие практики WSUD

Общие методы WSUD, используемые в Австралии, обсуждаются ниже. Обычно комбинация этих элементов используется для достижения целей управления городским водным циклом.

Схема дороги и городской пейзаж

Системы биологической ретенции

Системы биологической ретенции подразумевают обработку воды растительностью до фильтрации отложений и других твердых частиц через предписанные среды. Растительность обеспечивает биологическое поглощение азота, фосфора и других растворимых или мелких загрязнителей. Системы биозадержания занимают меньше места, чем другие аналогичные меры (например, построенные водно-болотные угодья), и обычно используются для фильтрации и обработки стоков до того, как они попадут в стоки улиц. Использование в больших масштабах может быть сложным, и поэтому другие устройства могут быть более подходящими. Системы биозадержания включают в себя биоудерживающие канавы (также называемые травяными лугами и дренажными каналами) и бассейны биозадержания.

Биоудерживающие качели

Биоудерживающие качели, похожий на буферные полосы и канавки, размещаются в основании канавы, которая обычно находится в средней полосе разделенных дорог. Они обеспечивают как очистку ливневых стоков, так и есть. Система биозадержания может быть установлена ​​в части канавы или по всей ее длине, в зависимости от требований к лечению. Сточные воды обычно проходят через фильтр тонкой очистки и спускаются вниз, где собираются через перфорированную трубу, ведущую к водным путям или хранилищам ниже по течению. Растительность, произрастающая в фильтрующих материалах, может предотвратить эрозию, и, в отличие от систем инфильтрации, биозадерживающие валы подходят для широкого диапазона почвенных условий.^[7]

Баки для удерживания

Автостоянка со стоком в небольшой резервуар биологического удержания.

Баки для удерживания обеспечивают функции контроля потока и качества воды, аналогичные функциям биозадержания, но не имеют функции транспортировки.^[7] В дополнение к функциям фильтрации и биологического поглощения, выполняемым системами биологического удержания, бассейны также обеспечивают длительное удержание ливневых вод для максимальной очистки стока во время малых и средних потоков. Период, термин садоводство также используется для описания таких систем, но обычно относится к меньшим по размеру индивидуальным резервуарам биологического удержания.^[1] Преимущество резервуаров для биологической задержки в том, что они применимы в различных масштабах и формах, и, следовательно, они имеют гибкость при размещении в рамках разработок. Как и другие системы биологического удержания, они часто располагаются вдоль улиц через равные промежутки времени для очистки стоков перед их попаданием в дренажную систему.^[7] В качестве альтернативы бассейны большего размера могут обеспечить обработку больших площадей, например, на выходе из дренажной системы. В пределах бассейна биологического удержания можно использовать широкий спектр растительности, что позволяет хорошо интегрировать ее в окружающий ландшафтный дизайн. Следует выбирать виды растительности, которые выдерживают периодические затопления.^[1] Однако резервуары для биологического удерживания чувствительны к любым материалам, которые могут засорить фильтрующий материал. Бассейны часто используются в сочетании с ловушками для крупных загрязняющих веществ (GPT или мусорными ловушками, включая широко используемые стеллажи для мусора) и бассейны с более крупнозернистыми наносами, которые улавливают подстилку и другие твердые частицы, чтобы снизить вероятность повреждения растительности или поверхности фильтрующего материала.

Инфильтрационные траншеи и системы

Инфильтрационные траншеи представляют собой неглубокие выкопанные конструкции, заполненные проницаемыми материалами, такими как гравий или камень, для создания подземного резервуара.^[7] Они предназначены для удержания стока ливневых вод в подземной траншее и постепенного отвода его в окружающую почву и системы грунтовых вод.^[1] Хотя они, как правило, не предназначены для обработки, но могут обеспечить определенный уровень очистки за счет удержания загрязняющих веществ и отложений. Объемы стока и пиковые выбросы из непроницаемых зон сокращаются за счет захвата и проникновения потоков.

Из-за своей основной функции отвода очищенных ливневых вод системы инфильтрации обычно позиционируются как последний элемент системы WSUD.^[7] Инфильтрационные траншеи не должны располагаться на крутых склонах или неустойчивых участках. Слой геотекстильной ткани часто используется для выравнивания траншеи, чтобы предотвратить перемещение почвы в каменную или гравийную насыпь. Системы инфильтрации зависят от местных характеристик почвы и, как правило, лучше всего подходят для почв с хорошей инфильтрационной способностью, таких как супесчаные почвы, с глубокими грунтовыми водами. В местах с низкой проницаемостью грунтов, таких как глина, перфорированная труба может быть помещена в гравий.

Регулярное техническое обслуживание имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы система не забивалась отложениями и чтобы поддерживать желаемую скорость инфильтрации. Сюда входит проверка и поддержание предварительной обработки путем периодических проверок и очистки засоренного материала.

Песочные фильтры

Песочные фильтры представляют собой разновидность принципа инфильтрационной траншеи и действуют аналогично системам биозадержания. Ливневые воды проходят через них для очистки перед сбросом в систему ливневых стоков ниже по течению. Песочные фильтры очень полезны для очистки сточных вод с закрытых твердых поверхностей, таких как автостоянки, а также из сильно урбанизированных и застроенных территорий.^[1] Обычно они не поддерживают растительность из-за того, что фильтрующий материал (песок) не удерживает достаточную влажность, и потому, что они обычно устанавливаются под землей. Фильтр обычно состоит из седиментационной камеры как устройства предварительной очистки для удаления мусора, мусора, крупных загрязняющих веществ и отложений среднего размера; плотина; за которым следует слой песка, который фильтрует отложения, более мелкие частицы и растворенные загрязнители. Отфильтрованная вода собирается перфорированными дренажными трубами так же, как в системах биологического удержания.^[7] Системы также могут иметь переливную камеру. Отстойная камера может иметь постоянную воду или может быть спроектирована с возможностью дренажа с дренажными отверстиями между штормами. Однако постоянное хранение воды может создавать анаэробные условия, которые могут привести к выбросу загрязняющих веществ (например, фосфора). В процессе проектирования следует учитывать обеспечение задерживающего хранилища, чтобы обеспечить высокую гидрологическую эффективность, и контроль сброса путем правильного определения размеров перфорированного нижнего дренажа и пути перелива. Для предотвращения образования корки требуется регулярное обслуживание.

Пористое покрытие

Пористое покрытие (или водонепроницаемое покрытие) является альтернативой обычному водонепроницаемому покрытию и позволяет проникать сточные воды в почву или в специальный резервуар для хранения воды под ним^[7][8] На относительно ровных участках, таких как автостоянки, проезды и дороги с низкой интенсивностью использования, он уменьшает объем и скорость ливневого стока и может улучшить качество воды за счет удаления загрязняющих веществ путем фильтрации, улавливания и биологической очистки.^[9] Пористые покрытия могут иметь несколько форм и быть монолитными или модульными. Монолитные конструкции состоят из единой сплошной пористой среды, такой как пористый бетон или пористое покрытие (асфальт), в то время как модульные конструкции включают пористые брусчатки, отдельные блоки брусчатки, которые сконструированы таким образом, чтобы между каждым брусчаткой оставался зазор.^[7] Доступными коммерческими продуктами являются, например, покрытия из специального асфальта или бетона с минимальным содержанием материалов, покрытия из бетонной сетки и бетонные керамические или пластмассовые модульные покрытия.^[1] Пористые тротуары обычно укладывают на очень пористый материал (песок или гравий), подстилаемый слоем геотекстиль материал. Работы по техническому обслуживанию различаются в зависимости от типа пористого покрытия. Как правило, следует проводить осмотр и удаление отложений и мусора. Брусчатку Modulate также можно поднять, промыть и заменить при возникновении засоров.^[7] Обычно пористое покрытие не подходит для участков с интенсивным движением транспорта.^[9] Твердые частицы в ливневой воде могут забивать поры материала.

Общественное открытое пространство

Отстойники

Отстойник установлен на строительной площадке.

Отстойники (также известные как отстойники) используются для удаления (осаждения) отложений крупного и среднего размера и для регулирования водных потоков и часто являются первым элементом в системе очистки WSUD.^[7] Они работают за счет временного удержания ливневых вод и снижения скорости потока, чтобы способствовать осаждению отложений из водной толщи. Они важны в качестве предварительной обработки, чтобы гарантировать, что элементы, расположенные ниже по потоку, не будут перегружены или задушены крупными отложениями. Отстойники могут иметь различные формы и могут использоваться в качестве постоянных систем, интегрированных в городской проект, или в качестве временных мер для контроля сброса наносов во время строительных работ. Они часто проектируются как входные пруды в бассейн биологического удержания или построенные водно-болотные угодья. Отстойники обычно наиболее эффективны для удаления более крупных отложений (125 мкм и более) и обычно предназначены для удаления от 70 до 90% таких отложений.^[1] Они могут быть спроектированы для дренажа в периоды без дождя, а затем для заполнения во время стока или иметь постоянный бассейн. В случаях, когда поток превышает расчетный расход, вторичный водосброс направляет воду в обходной канал или транспортную систему, предотвращая повторное взвешивание отложений, ранее захваченных в бассейне.

Построенные водно-болотные угодья

Построенные водно-болотные угодья предназначены для удаления загрязнителей ливневой воды, связанных с мелкими и коллоидными частицами и растворенными загрязнителями. В этих неглубоких водоемах с обширной растительностью используются улучшенные седиментации, тонкая фильтрация и биологическое поглощение для удаления этих загрязнителей.^[7] Обычно они состоят из трех зон: входной зоны (отстойника) для удаления крупных отложений; зона макрофитов, густая растительность для удаления мелких частиц и поглощения растворимых загрязнителей; и обводной канал с высоким потоком для защиты зоны макрофитов.^[1] Зона макрофитов обычно включает в себя болотную зону, а также зону открытой воды и имеет большую глубину от 0,25 до 0,5 м со специальными видами растений и временем удерживания от 48 до 72 часов. Построенные водно-болотные угодья также могут обеспечивать функцию управления потоком, поднимаясь во время дождя и затем медленно выпуская накопленные потоки.^[10] Построенные водно-болотные угодья улучшат качество сточных вод в зависимости от процессов водно-болотных угодий. Ключевыми механизмами очистки водно-болотных угодий являются физический (улавливание взвешенных твердых частиц и адсорбированных загрязнителей), биологическое и химическое поглощение (улавливание растворенных загрязнителей, химическая адсорбция загрязнителей) и преобразование загрязнителей (более стабильная фиксация отложений, микробные процессы, УФ-дезинфекция).^[10]

Дизайн построенных водно-болотных угодий требует тщательного рассмотрения, чтобы избежать общих проблем, таких как накопление подстилки, масла и пены на участках водно-болотных угодий, заражение сорняками, проблемы с комарами или цветение водорослей.^[7] Построенные водно-болотные угодья могут потребовать большой площади земли и не подходят для крутых склонов. Высокая стоимость территории и создание растительности может сдерживать использование построенных водно-болотных угодий в качестве меры WSUD.^[7] Рекомендации для разработчиков (например, Городские ливневые воды: Рекомендации по рациональному природопользованию в Виктории^[11]) требуют, чтобы конструкция удерживала частицы размером 125 мкм и менее с очень высокой эффективностью и уменьшала количество типичных загрязнителей (таких как фосфор и азот) как минимум на 45%. В дополнение к очистке ливневых вод критерии проектирования построенных водно-болотных угодий также включают повышенную эстетическую и рекреационную ценность и обеспечение среды обитания.^[10]Уход за построенными водно-болотными угодьями обычно включает удаление отложений и подстилки из водозаборной зоны, а также борьбу с сорняками и периодический сбор макрофитов для поддержания сильного растительного покрова.^[7]

Валки и буферные полосы

Два участка под жилую застройку. Строится передний план, устанавливается задний.

Swales и буферные полоски используются для отвода ливневой воды вместо труб и обеспечения буферной полосы между водоприемниками (например, ручей или заболоченное место) и непроницаемыми участками водосбора. Сухопутные потоки и пологие склоны медленно переносят воду вниз по течению и способствуют равномерному распределению потока. Буферные зоны обеспечивают обработку за счет осаждения и взаимодействия с растительностью.

Swales могут быть включены в городской дизайн вдоль улиц или парков и добавить эстетический характер местности. Типичные валы образуются с продольным уклоном от 1% до 4%, чтобы поддерживать пропускную способность, не создавая высоких скоростей, потенциальной эрозии биозадерживающейся или водосточной поверхности и угрозы безопасности.^[1] На более крутых участках проверка берегов вдоль канавы или густой растительности может помочь равномерно распределить потоки по канавам и при низкой скорости.^[7] У берегов с более мягким уклоном могут возникнуть проблемы с заболачиванием и застоем прудов, и в этом случае для устранения проблем можно использовать нижний дренаж. Если необходимо зарастить канаву, растительность должна быть способна выдерживать расчетные потоки и иметь достаточную плотность для обеспечения хорошей фильтрации.^[7]). В идеале высота растительности должна быть выше уровня воды, используемой для обработки. Если сток попадает непосредственно в канаву, перпендикулярно направлению основного потока, край канавы действует как буфер и обеспечивает предварительную очистку воды, попадающей в канализацию.

Пруды и озера

Пруды и озера - это искусственные водоемы открытой воды, которые обычно создаются путем сооружения стены плотины с водосливной конструкцией.^[7] Подобно построенным водно-болотным угодьям, они могут использоваться для обработки стока, обеспечивая длительное задержание и позволяя происходить осаждение, поглощение питательных веществ и УФ-дезинфекцию. Кроме того, они обеспечивают эстетическое качество для отдыха, среды обитания диких животных и ценного хранилища воды, которое потенциально может быть повторно использовано, например, для орошение.^[12] Часто искусственные пруды и озера также являются частью системы предотвращения наводнений.^[1] Водная растительность играет важную роль в качестве воды в искусственных озерах и прудах в плане поддержания и регулирования уровней кислорода и питательных веществ. Из-за глубины воды более 1,5 м появляющиеся макрофиты обычно ограничиваются краями, но погружающиеся растения могут встречаться в зоне открытой воды. Окантовка растительности может быть полезна для уменьшения береговой эрозии. Пруды обычно не используются в качестве отдельной меры WSUD, но часто объединяются с отстойниками или построенными водно-болотными угодьями в качестве предварительной обработки.

Однако во многих случаях озера и пруды были спроектированы как эстетические элементы, но страдают от плохого состояния здоровья, которое может быть вызвано отсутствием соответствующих притоков, поддерживающих уровень воды в озере, плохим качеством воды притоков и высокой нагрузкой органического углерода, нечастым смывом озера ( слишком долгое время пребывания) и / или несоответствующее перемешивание (расслоение), приводящее к низким уровням растворенного кислорода.^[12] Сине-зеленые водоросли вызванные плохим качеством воды и высоким содержанием питательных веществ, могут быть серьезной угрозой для здоровья озер. Чтобы обеспечить долгосрочную устойчивость озер и прудов, ключевые вопросы, которые следует учитывать при их проектировании, включают гидрологию водосбора и уровень воды, а также расположение пруда / озера (ориентированное на преобладающие ветры для облегчения перемешивания. Гидравлические конструкции (вход и выход зоны) должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить адекватную предварительную обработку и предотвратить появление больших выбросов питательных веществ. Также необходимы ландшафтный дизайн с использованием соответствующих видов растений и плотности посадки.^[7] Высокая стоимость планируемого участка пруда / озера и создания растительности, а также частые требования к техническому обслуживанию могут сдерживать использование прудов и озер в качестве мер WSUD.

Уход за системами прудов и озер важен для минимизации риска ухудшения здоровья. Входная зона обычно требует удаления сорняков, растений, мусора и подстилки с периодической пересадкой. В некоторых случаях может потребоваться искусственный оборот озера.

Повторное использование воды

Резервуары для дождевой воды

Резервуары для дождевой воды предназначены для экономии питьевой воды за счет сбора дождевой и ливневой воды для частичного удовлетворения потребностей в воде для бытовых нужд (например, в периоды засухи). Кроме того, резервуары для дождевой воды могут уменьшить объемы ливневых стоков и попадание загрязняющих веществ в ливневые воды в водотоки ниже по течению.^[7] Их можно эффективно использовать в домашних хозяйствах в качестве потенциального элемента WSUD.^[13] Дождевая и ливневая вода с крыш зданий может собираться и использоваться специально для таких целей, как смыв туалетов, стирка, полив сада и мойка автомобилей. Буферные баки^[14] позволяет дождевой воде, собранной с твердых поверхностей, просачиваться на участок, помогает поддерживать уровень водоносного горизонта и грунтовых вод.^[15]

В Австралии отсутствуют количественные целевые показатели эффективности резервуаров для дождевой воды, такие как размер резервуара или целевое снижение спроса на питьевую воду, в политике или руководящих принципах.^[7] Однако различные руководящие принципы, предоставленные правительствами штатов, действительно рекомендуют проектировать резервуары для дождевой воды, чтобы обеспечить надежный источник воды для дополнения водоснабжения и поддержания надлежащего качества воды.^[7] При использовании резервуаров для дождевой воды следует учитывать такие вопросы, как спрос и предложение, качество воды, преимущества ливневой воды (уменьшается объем), стоимость, доступное пространство, обслуживание, размер, форма и материал резервуара. Резервуары для дождевой воды также должны быть установлены в соответствии со стандартами водоснабжения и канализации.^[16] Рекомендуемая подходящая конфигурация может включать в себя фильтр для воды или отвод первой промывки, подпитку водопроводной воды (двойная система подачи), слив для технического обслуживания, насос (система давления) и устройство для удержания на месте.^[7]

Потенциальные проблемы с качеством воды включают загрязнение атмосферы, помет птиц и опоссума, насекомых, например личинки комаров, рубероид, краски и моющие средства. В рамках технического обслуживания следует проводить ежегодную промывку (для удаления накопившегося шлама и мусора) и регулярные визуальные проверки.^[7][17]

Хранение и восстановление водоносных горизонтов (ASR)

Хранение и восстановление водоносного горизонта (ASR) (также называемая управляемой подпиткой водоносных горизонтов) направлена ​​на усиление подпитки водой подземных водоносных горизонтов за счет гравитационной подачи или откачки. Это может быть альтернативой большим поверхностным хранилищам с водой, снова закачиваемой из-под поверхности в засушливые периоды.^[1]Потенциальными источниками воды для системы ASR могут быть ливневые сточные воды или очищенные сточные воды. Следующие компоненты обычно можно найти в системе ASR, собирающей ливневую воду:^[18]

1. Отводное сооружение для ручья или водостока;
2. Система очистки ливневой воды перед закачкой, а также восстановленной воды;
3. Водно-болотное угодье, отстойный пруд, плотина или резервуар в качестве меры временного хранения;
4. Структура разлива или перелива;
5. Скважина для закачки воды и скважина для сбора воды, и
6. Системы (включая порты для отбора проб) для мониторинга уровня и качества воды.

Возможные типы водоносных горизонтов, подходящие для системы ASR, включают трещиноватую неограниченную породу и замкнутый песок и гравий. Необходимы подробные геологические исследования, чтобы установить осуществимость схемы ASR. Потенциально низкая стоимость ASR по сравнению с подземным хранилищем может быть привлекательной. В процессе проектирования следует учитывать защиту качества подземных вод и качество восстановленной воды для ее предполагаемого использования. Водоносные горизонты и водоемы также должны быть защищены от повреждения истощением или высоким давлением. Также необходимо учитывать влияние точки сбора урожая на районы, расположенные ниже по течению. Требуется тщательное планирование в отношении выбора водоносного горизонта, обработки, закачки, процесса восстановления, а также обслуживания и мониторинга.

Политика, планирование и законодательство

В Австралии из-за конституционного разделения власти между Австралийское Содружество и в Штатах нет национальных законодательных требований для управления городским водным циклом. В Национальная водная инициатива (NWI), согласованный федеральным правительством, правительствами штатов и территорий в 2004 и 2006 годах, представляет собой национальный план по улучшению управления водными ресурсами по всей стране.^[6] В нем четко выражено намерение «Создавать австралийские города, чувствительные к воде» и поощряться принятие подходов WSUD. Также были выпущены национальные руководства в соответствии с пунктом 92 (ii) NWI, в которых содержится руководство по оценке инициатив WSUD.^[1]

На государственном уровне законодательство в области планирования и охраны окружающей среды широко способствует экологически устойчивое развитие, но в разной степени имеют только ограниченные требования к WSUD. Политика государственного планирования по-разному предусматривает более конкретные стандарты для принятия практик WSUD в конкретных обстоятельствах.

На уровне местных органов власти региональные стратегии управления водными ресурсами, поддерживаемые региональными и / или местными планами интегрированного управления водным циклом в масштабе водосбора и / или планами управления ливневыми водами, обеспечивают стратегический контекст для WSUD.^[19] Планы местного самоуправления по охране окружающей среды могут содержать нормативные требования к разработкам по внедрению WSUD.

Поскольку регулирующие полномочия в отношении стока ливневых вод разделены между штатами Австралии и районами местного самоуправления, проблемы нескольких регулирующих юрисдикций привели к непоследовательному внедрению политик и практик WSUD и фрагментированному управлению более крупными водосборами. Например, в Мельбурне юрисдикция в отношении водосборных бассейнов площадью более 60 га возложена на орган государственного уровня - Мельбурн-Уотер; в то время как местные органы власти управляют небольшими водосборами. Следовательно, компания Melbourne Water удерживается от значительных инвестиций в работы WSUD по улучшению малых водосборов, несмотря на то, что они влияют на состояние более крупных водосборов, в которые они стекают, и на здоровье водотоков, включая истоки.

Государственное законодательство и политика

Виктория

В Виктории элементы WSUD интегрированы во многие общие цели и стратегии викторианской политики планирования.^[20] Основы государственной политики планирования [Положения о планировании штата Виктория]^[21] который содержится во всех схемах планирования в Виктории, содержит некоторые конкретные пункты, требующие принятия практик WSUD.

Новые жилые комплексы должны соответствовать стандарту проницаемости, согласно которому не менее 20% участков не должны быть покрыты непроницаемыми поверхностями.^[20] Цель этого состоит в том, чтобы уменьшить воздействие увеличенного стока ливневых вод на дренажную систему и облегчить проникновение ливневых вод на место.

Для решения задач комплексного управления водными ресурсами, связанных с:

• питьевое водоснабжение;^[22]
• повторно используемая и оборотная вода;^[23]
• управление сточными водами,^[24] и
• управление городскими стоками.^[25]

В частности, что касается управления городскими стоками, Положения Виктории по планированию c. 56.07-4 Статья 25 гласит, что системы ливневых стоков должны соответствовать лучшим практикам управления ливневыми водами. В настоящее время государственный стандарт больше не считается передовой практикой. Городские ливневые воды: Рекомендации по рациональному природопользованию.^[11][26] Текущие цели по качеству воды, которые не защищают водные пути от воздействия ливневых вод, включают:

• 80-процентное удержание типичной годовой городской нагрузки взвешенных твердых частиц;
• 45-процентное сохранение типичной годовой нагрузки общего фосфора в городах;
• 45% -ное удержание типичной годовой общей азотной нагрузки в городе; и
• 70-процентное сокращение типичной городской годовой нагрузки мусора.

Системы управления городскими ливневыми водами также должны соответствовать требованиям соответствующего дренажного управления. Обычно это местный совет.^[27] Однако в районе Мельбурна, где речь идет о водосборе более 60 га, это Мельбурн-Уотер. Приток ниже по течению от участка подразделения также ограничен до уровней, предшествующих застройке, если только он не утвержден соответствующим дренажным органом, и нет никаких пагубных воздействий ниже по течению.

Melbourne Water предоставляет упрощенный интерактивный программный инструмент, БУРЯ (Цель очистки ливневых вод - относительная мера), чтобы пользователи могли оценить, соответствуют ли предложения по развитию законодательно установленным целям обеспечения качества ливневых вод. Инструмент STORM ограничен оценкой отдельных практик лечения WSUD и поэтому не моделирует, когда несколько практик лечения используются последовательно.^[28] Это также ограничено участками, где покрытие непроницаемых поверхностей превышает 40%. Для более крупных и сложных разработок более сложное моделирование, такое как МУЗЫКА программное обеспечение, рекомендуется.

Новый Южный Уэльс

На уровне штата в Новом Южном Уэльсе Государственная политика экологического планирования (Индекс устойчивости зданий: BASIX) 2004 г. (NSW) - это основной элемент политики, требующий принятия WSUD. BASIX это онлайн-программа, которая позволяет пользователям вводить данные, относящиеся к жилому комплексу, такие как местоположение, размер, строительные материалы и т. д .; получить баллы по достижению целей по сокращению использования воды и энергии. Целевые показатели по водоснабжению варьируются от 0 до 40% сокращения потребления питьевой воды из сети, в зависимости от местоположения жилого комплекса.^[29] Девяносто процентов новых домов охвачены целевым показателем водопотребления 40%. Программа BASIX позволяет моделировать некоторые элементы WSUD, такие как использование резервуаров для дождевой воды, резервуаров для ливневой воды и рециркуляции серой воды.

Местные советы несут ответственность за разработку местных экологических планов (LEP), которые могут контролировать разработку и требовать принятия практик и целей WSUD. Закон о местном самоуправлении 1993 года (Новый Южный Уэльс). Однако из-за отсутствия последовательной политики и руководства на уровне штата, принятие местными советами смешано с тем, что некоторые разрабатывают собственные цели WSUD в своих местных экологических планах (LEP), а другие не имеют таких положений.^[30]

В 2006 году тогдашний Департамент окружающей среды и сохранения штата Новый Южный Уэльс выпустил руководящий документ, Управление ливневыми водами в городах: сбор и повторное использование. В документе представлен обзор сбора ливневых вод и даны рекомендации по аспектам планирования и проектирования интегрированной стратегии в масштабе ландшафта, а также технической реализации практики WSUD.^[31] Однако в настоящее время документ, хотя и доступен на правительственном веб-сайте, не получил широкого распространения.

Столичное управление водосбора Сиднея также предоставляет инструменты и ресурсы для поддержки принятия WSUD местными советами.^[32] К ним относятся

• Возможные положения WSUD для включения в LEP местных органов власти с одобрения департамента штата в Новом Южном Уэльсе;^[33]
• Возможные положения WSUD для включения в отчеты местных органов власти, тендеры, выражения заинтересованности или другие материалы;^[34]
• Инструмент поддержки принятия решений WSUD, помогающий советам сравнивать и оценивать проекты WSUD на местах,^[35] и
• Проект руководства по использованию более сложного программного обеспечения для моделирования MUSIC в Новом Южном Уэльсе ^[36]

Прогностическое моделирование для оценки производительности WSUD

В некоторых юрисдикциях предусмотрены упрощенные программы моделирования для оценки реализации практик WSUD в соответствии с местными правилами. БУРЯ предоставляется Melbourne Water и BASIX используется в Новом Южном Уэльсе, Австралия для жилых домов. Для крупных и сложных разработок может потребоваться более сложное программное обеспечение для моделирования.^[37]

Проблемы, влияющие на принятие решений в WSUD

Препятствия к внедрению WSUD

Основные проблемы, влияющие на внедрение WSUD, включают:^[38]

• Барьеры нормативной базы и институциональная фрагментация на уровне штатов и местных органов власти;
• Оценка и калькуляция неопределенности, связанные с выбором и оптимизацией методов WSUD для контроля количества и качества;
• Технологии и дизайн и сложность интеграции в ландшафтные системы управления водными ресурсами; и
• Маркетинг и принятие и связанные с этим неопределенности.

Переход города Мельбурн к WSUD за последние четыре десятилетия привел к появлению списка лучших практик^[39] и благоприятные факторы,^[40] которые были определены как важные при принятии решений для облегчения перехода на технологии WSUD. Реализация WSUD может быть активирована посредством эффективного взаимодействия между двумя переменными, обсуждаемыми ниже.^[41]

Качества лиц, принимающих решения

• Видение здоровья водных путей - Общее видение здоровья водных путей на основе совместных подходов;
• Многосекторальная сеть - Сеть чемпионов, взаимодействующих в правительстве, академических кругах и частном секторе;
• Экологические ценности - высокие ценности защиты окружающей среды;
• Общественное благо расположение - Пропаганда и защита общественного блага;
• Идеология передовой практики - Прагматический подход к межотраслевому внедрению лучших практик;
• Философия обучения на практике - Адаптивный подход к включению новой научной информации;
• Оппортунистический - Стратегический и дальновидный подход к защите и практике, и
• Инновационный и адаптивный - Бросьте вызов статус-кво, сосредоточившись на адаптивное управление философия.

Ключевые факторы для включения WSUD

• Общественно-политический капитал - Объединенная общественность, средства массовой информации и политическая заинтересованность в улучшении состояния водного пути, удобства и отдыха;
• Мостовая организация - Специальная организационная структура, которая способствует сотрудничеству между наукой и политиками, агентствами и профессиями, брокерами знаний и промышленностью;
• Проверенная и надежная наука - Доступный научный опыт, поиск надежных и эффективных решений местных проблем;
• Связывание целей - Измеримая и эффективная цель, которая связывает деятельность ученых, политиков и разработчиков в области изменений;
• Подотчетность - формальная ответственность организации за улучшение состояния водных путей и культурная приверженность активному влиянию на методы, которые приводят к такому результату;
• Стратегическое финансирование - Дополнительные ресурсы, включая точки вливания внешнего финансирования, направленные на изменение;
• Демонстрационные проекты и обучение - Доступная и надежная демонстрация нового мышления и технологий на практике, сопровождаемая инициативами по распространению знаний, и
• Восприимчивость рынка - Хорошо сформулированное экономическое обоснование деятельности по изменениям.

Проекты WSUD в Австралии

Технологии WSUD могут быть реализованы в различных проектах, от ранее не существовавших до неразработанных, либо Гринфилд участки, в застроенные или загрязненные Браунфилд сайты, требующие изменения или исправления. В Австралии технологии WSUD были реализованы в широком спектре проектов, в том числе от небольших придорожных проектов до крупномасштабных участков жилой застройки площадью более 100 га. Три основных тематических исследования, представленных ниже, представляют ряд проектов WSUD со всей Австралии.

Биофильтр из дождевых садов для мелкомасштабного управления ливневыми водами

Ку-ринг-гай, район Кулуна-Кресент-Райнгарден, Новый Южный Уэльс

Модернизированная система биозадержания WSUD Roadway - это небольшой проект, реализованный Советом Ку-ринг-гай в Новом Южном Уэльсе как часть общего стимула водосбора для уменьшения загрязнения ливневых вод. Raingarden использует систему биологического удержания для улавливания и обработки примерно 75 кг общего количества взвешенных твердых частиц (TSS) в год местного ливневого стока с дороги и фильтрует его через песчаный фильтрующий материал перед тем, как сбрасывать его обратно в систему ливневой канализации. Водопроницаемые брусчатки также используются в системе в пределах окружающих пешеходных дорожек, чтобы поддержать проникновение стоков в систему грунтовых вод.^[42] Придорожные системы биологического удержания, подобные этому проекту, были внедрены по всей Австралии. Похожие проекты представлены на веб-сайте WSUD Sydney Catchment Management Authority:^[43]

• 2005 Совет Ку-ринг-гай - Проект модернизации дороги, чувствительной к воде, на проспекте Миннамурра;^[44]
• 2003 Город Ярра, Виктория - Реконструкция проезжей части с установкой биоудерживающих бассейнов для очистки ливневых стоков;^[45]
• 2003-4 - Сити Кингстон, Виктория (Челси) - Реконструкция проезжей части с включением биоудерживающих бассейнов для очистки ливневых вод,^[46] и
• 2004 Город Кингстон, Виктория (Ментоне) - Реконструкция проезжей части с установкой биоудерживающих бассейнов для очистки ливневых стоков.^[47]

WSUD в проектах жилой застройки

Поместье Линбрук, Виктория

Девелоперский проект Lynbrook Estate в Виктории демонстрирует эффективное внедрение WSUD в частном секторе. Это участок жилой застройки Greenfield, который после пилотного исследования, проведенного Melbourne Water, сосредоточил свой маркетинг для потенциальных жителей на инновационном использовании технологий управления ливневыми стоками.^[48]

Проект сочетает в себе традиционные дренажные системы с мерами WSUD на уровне уличного пейзажа и суб-водосбора с целью ослабления и очистки потоков ливневых вод для защиты водоприемников в пределах застройки. Первичная очистка ливневых вод осуществляется с помощью травяных валов и системы подземных гравийных траншей, которые собирают, инфильтрируют и отводят стоки с дорог / крыш. Главный бульвар действует как система биологического удержания с подземной траншеей, заполненной гравием, чтобы обеспечить проникновение и транспортировку ливневых вод. Затем водосборный сток проходит вторичную очистку через систему водно-болотных угодий перед сбросом в декоративное озеро. Этот проект является первым жилым комплексом WSUD такого масштаба в Австралии. Его производительность в превышении Руководство по передовой практике управления ливневыми водами в городских условиях за уровень общего азота, общего содержания фосфора и общего содержания взвешенных твердых частиц, получил в 2000 году Президентскую премию Института городского развития Австралии за выдающиеся достижения (признание инноваций в городском развитии) и премию Ассоциации совместных исследовательских центров 2001 года за передачу технологий. Его успех в качестве системы WSUD, внедренной частным сектором, привел к тому, что ее сторонница Urban and Regional Land Corporation (URLC) решила включить WSUD в качестве стандартной практики во всем штате Виктория. Проект также привлек внимание разработчиков, советов, агентств по управлению водными путями и лиц, определяющих экологическую политику по всей стране.^[48]

Масштабная реабилитация к Олимпийским играм 2000 года в Сиднее

Хомбуш-Бэй, Новый Южный Уэльс

Для создания Сиднейские Олимпийские игры 2000 года участок, район Браунфилд Хомбуш Бэй был преобразован из полигона, скотобоен и складов вооружения ВМФ в многофункциональный олимпийский объект. Схема рекультивации и управления водными ресурсами (WRAMS) была создана в 2000 году для крупномасштабного повторного использования непитьевой воды,^[31] который включал ряд технологий WSUD. Эти технологии были внедрены с особым упором на решение задач защиты водоприемников от ливневых вод и сбросов сточных вод; минимизация потребности в питьевой воде; и защита и улучшение среды обитания исчезающих видов 2006 г.^[38]Основное внимание в технологиях WSUD было направлено на очистку, хранение и переработку ливневых и сточных вод на месте. Ливневые стоки обрабатываются с использованием ловушек для крупных загрязняющих веществ, валов и / или систем водно-болотных угодий. Это способствовало снижению на 90% нагрузки питательными веществами в зоне восстановления водно-болотных угодий Хасламс-Крик.^[31] Сточные воды обрабатываются на водоочистных сооружениях. Почти 100% сточных вод обрабатываются и перерабатываются.^[49] Очищенная вода из ливневых и сточных вод хранится и перерабатывается для использования на всей территории олимпийского объекта для водоснабжения, орошения, смыва туалетов и пожаротушения.^[38]Благодаря использованию технологии WSUD, схема WRAMS позволила ежегодно экономить 850 миллионов литров воды,^[49] потенциальное сокращение годового потребления питьевой воды на олимпийской территории на 50%,^[38] а также ежегодный отвод около 550 мл сточных вод, обычно сбрасываемых через океанские водосборы.^[31] В рамках долгосрочного акцента на устойчивое развитие в «Генеральном плане Олимпийского парка Сиднея до 2030 года» Управление Олимпийского парка Сиднея (SOPA) определило ключевые передовые практические подходы к обеспечению экологической устойчивости, которые включают подключение к оборотной воде и эффективные методы управления спросом на воду. , техническое обслуживание и расширение систем оборотного водоснабжения на новые улицы по мере необходимости, а также техническое обслуживание и расширение существующей системы ливневой канализации, которая рециркулирует воду, способствует проникновению в недра, фильтрует загрязнители и отложения и сводит к минимуму нагрузки на прилегающие водные пути.^[50] SOPA использовала технологию WSUD, чтобы гарантировать, что город останется «национальным и международным признанием передового опыта и инноваций в городском дизайне, проектировании зданий и устойчивости.^[50] как в настоящем, так и в будущих поколениях.

Смотрите также

• Развитие с низким уровнем воздействия (Северная Америка)
• Решения, основанные на природе (Евросоюз)
• Город Губки (Китай)

Рекомендации

внешняя ссылка

• Управление водосбора Сиднея - WSUD.org
• Водосберегающий городской дизайн - Мельбурн-Уотер
• Агентство по охране окружающей среды США - разработка с низким уровнем воздействия (LID)
• CIRIA - Устойчивые городские дренажные системы (SUDS)